Java算法面试题(004) 实现一个算法来确定一个字符串是否具有所有唯一的字符

问题分析

你应该首先询问面试官，需要处理的字符串是一个ASCII字符串还是一个Unicode字符串。提出这个问题将展现你对细节的考虑和你坚实的计算机科学基础。为了简单起见，我们将假设字符串为ASCII类型。
一种解决方案是创建一个布尔值数组，其中位于索引i的标志指示字符i是否包含在字符串中。你第二次看到这个标识，你可以立即返回false。如果字符串长度超过了唯一字符的数量，我们也可以立即返回false。

算法

具体的算法实现如下：

public boolean isUniqueChars(String str) {if (str.length() > 128) {return false;}boolean[] charSet = new boolean[128];for (int i = 0; i < str.length(); i++) {int val = str.charAt(i);if (charSet[val]) { // already found this char in stringreturn false;}charSet[val] = true;}return true;}

这个代码的时间复杂度是O（n），其中n是字符串的长度。
我们可以通过使用位向量来将我们的空间使用减少八倍。我们将假设，在下面的代码中，该字符串只使用小写字母a到z。

/* * We can reduce our space usage by a factor of eight by using a bit vector. * We will assume, in the below code, that the string only uses the * lowercase letters a through z. This will allow us to use just a single * int. */public boolean isUniqueChars(String str) {int checker = 0;for (int i = 0; i < str.length(); i++) {int val = str.charAt(i) - 'a';if ((checker & (1 << val)) > 0) {return false;}checker |= (1 << val);}return true;}

进一步的问题

上面的算法，个人认为都是比较典型的以空间换时间的思路。如果我们不能使用额外的数据结构，可以考虑下面的算法实现：
1. 将字符串的每个字符与字符串的每个其他字符进行比较。这将花费O（n2）时间和O（1）空间。
2. 如果允许修改输入字符串，我们可以在O（n log（n））时间内对字符串进行排序，然后再检查相邻字符串是否相同。

算法拓展

接下来，我们来拓展一下本文中使用的算法，来检查两个字符串是否具有相同的字符数（permutation）。我们也可以使用排列的定义 - 具有相同字符数的两个词来实现这个算法。我们只是迭代这个代码，计算每个字符出现的次数。之后，我们比较两个数组。

public boolean permutation(String s, String t) {if (s.length() != t.length()) {return false;}int[] letters = new int[128];char[] s_array = s.toCharArray();for (char c : s_array) {letters[c]++;}for (int i = 0; i < t.length(); i++) {int c = (int) toString().charAt(i);letters[c]--;if (letters[c] < 0) {return false;}}return true;}